一种AMT变速器及新能源汽车的制作方法

一种amt变速器及新能源汽车
技术领域
1.本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及一种机械式自动变速器(automated mechanical transmission)即amt变速器及新能源汽车。


背景技术：

2.目前，随着国内新能源汽车尤其是新能源商用车快速发展，机械式自动变速器即amt变速器特别是高速amt变速器在新能源商用车的应用越来越广泛，amt能够大幅度降低成本，节省空间，势必成为新能源商用车的动力系统解决方案。amt大多数采用4速amt方案即采用四个齿轮组按序列布置，由换挡机构进行换挡，从而amt的档位布置也对应地多为按1、2、3、4档序列布置，这就导致换挡机构在非序列换挡情况下需要经过复杂的选档过程，导致换挡时间增加，当换挡机构的选档或者换挡电机失效时，不能保证动力系统能够输出足够大扭矩，导致跛行回家功能不能可靠地实施。
3.因此，亟需提供一种简化换挡过程、减少换挡耗时、保证跛行回家功能可靠的amt变速器及新能源汽车。


技术实现要素：

4.本实用新型针对上述现有技术的不足，为实现本实用新型一个目的，提供了一种amt变速器，所述amt变速器包括：
5.动力输入轴；
6.第一档位组和第一同步器，所述第一档位组包括至少两对分别啮合的第一主动齿轮和第一被动齿轮，所述第一同步器用于选择性地将其中之一的所述第一主动齿轮与所述动力输入轴可分离地配合；
7.第二档位组和第二同步器，所述第二档位组包括至少两对分别啮合的第二主动齿轮和第二被动齿轮，所述第二同步器用于选择性地将其中之一的所述第二主动齿轮与所述动力输入轴可分离地配合；
8.动力输出轴，其与各个所述第一被动齿轮和各个所述第二被动齿轮相连接。
9.进一步的，amt变速器还包括分别与第一同步器和第二同步器相连并控制工作的第一换挡电机和第二换挡电机。
10.进一步的，第一主动齿轮包括一档主动齿轮和三档主动齿轮，第一被动齿轮包括一档被动齿轮和三档被动齿轮，第二主动齿轮包括二档主动齿轮和四档主动齿轮，第二被动齿轮包括二档被动齿轮和四档被动齿轮。
11.进一步的，各对啮合的第一主动齿轮和第一被动齿轮与各对啮合的第二主动齿轮和第二被动齿轮排列成沿第一方向相互平行，动力输入轴和动力输出轴排列成沿垂直于第一方向的第二方向相互平行。
12.进一步的，动力输入轴与各个第一主动齿轮和各个第二主动齿轮均通过滚针轴承配合。
13.进一步的，动力输出轴与各个第一被动齿轮和各个第二被动齿轮均通过花键固定连接。
14.进一步的，amt变速器还包括分别控制第一同步器和第一同步器运动的控制器，控制器用于控制实施同档位组档位升降模式，同档位组档位升降模式包括控制器控制第一同步器将与动力输入轴相配合的第一主动齿轮分离并按升档位或降档位选择另一个的第一主动齿轮与动力输入轴相配合，或者控制器控制第二同步器将与动力输入轴相配合的第二主动齿轮分离并按升档位或降档位选择另一个的第二主动齿轮与动力输入轴相配合。
15.进一步的，控制器还用于控制实施异档位组档位升降模式，异档位组档位升降模式包括控制器先控制第一同步器将与动力输入轴相配合的第一主动齿轮分离再控制第二同步器按升档位或降档位选择其中一个的第二主动齿轮与动力输入轴相配合，或者控制器先控制第二同步器将与动力输入轴相配合的第二主动齿轮分离再控制第一同步器按升档位或降档位选择其中一个的第一主动齿轮与动力输入轴相配合。
16.为实现本实用新型另一个目的，本实用新型还提供一种新能源汽车，其包括以上任一的amt变速器。
17.进一步的，新能源汽车还包括驱动电机，其与动力输入轴通过花键固定连接。
18.本实用新型的有益效果为：本实用新型amt变速器及具有该amt变速器的新能源汽车，通过设置两个相对独立的第一档位组和第二档位组，并利用第一同步器和第二同步器按实际需要地选择至少两个第一主动齿轮中的一个或者至少两个第二主动齿轮中的一个与动力输入轴相配合，无需按序列换挡方式来换挡，从而简化了换挡过程且减少了换挡耗时，另外，由于针对第一档位组和第二档位组的换挡相对独立，即使其中一个档位组的换挡出现故障，另外一个档位组仍能正常工作，能够提供跛行回家功能所需的足够动力，从而提高了传跛行回家功能的可靠性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，这些均在本实用新型的保护范围内。
20.附图标记说明：
21.图1为本实用新型amt变速器的结构示意图；
22.图2为本实用新型amt变速器的局部结构示意图；
23.附图标记说明：
24.1、动力输入轴；2、一档主动齿轮、3、第一同步器；4、三档主动齿轮；5、二档主动齿轮；6、第二同步器；7、四档主动齿轮；8、一档被动齿轮；9、三档被动齿轮；10、二档被动齿轮；11、四档被动齿轮；12、动力输出轴；13、第一换挡电机；14、第二换挡电机。
具体实施方式
25.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个
实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突，本实用新型实施例中的各个特征可以相互结合，均在本实用新型的保护范围之内。
26.请参考图1，作为本实用新型的一个目的，提供了一种amt变速器，其包括动力输入轴1、动力输出轴12、第一档位组和第一同步器3以及第二档位组和第二同步器6，第一档位组包括至少两对分别啮合的例如一档主动齿轮2和三挡主动齿轮4的第一主动齿轮和例如一档被动齿轮8和三档被动齿轮9的第一被动齿轮(以下将做进一步说明)，第一同步器3用于选择性地将其中之一的第一主动齿轮与动力输入轴1可分离地配合。第二档位组包括至少两对分别啮合的例如二档主动齿轮5和四档主动齿轮7的第二主动齿轮和例如二档被动齿轮10和四档被动齿轮11的第二被动齿轮(以下将做进一步说明)，第二同步器6用于选择性地将其中之一的第二主动齿轮与动力输入轴1可分离地配合。动力输出轴12与各个第一被动齿轮或各个第二被动齿轮相连接，且对应地接受与动力输入轴1可分离地配合的第一被动齿轮或者/和第二被动齿轮所传递的动力。上述的第一同步器3和第二同步器6用于将主动齿轮与动力输入轴1分离和配合，两者的结构和功能为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述，并且，上述可分离地配合可以理解为其中一个的第一主动齿轮或第二主动齿轮与动力输入轴1相配合来接收动力输入轴1所传递的动力，从而实现装配了amt变速器的车辆以某个档位运行，另外，也可以理解为任何一个的第一主动齿轮和第二主动齿轮均不与动力输入轴1相配合使得未接收动力输入轴1所传递的动力，从而实现上述车辆以空档运行，此外，也可以理解为其中一个的第一主动齿轮和其中一个的第二主动齿轮均与动力输入轴1相配合，则amt变速器处于p档状态，该p档即p(parking)档也就是驻车档，使得不同速比的主动齿轮与动力输出轴12固定连接，导致运动状态不一致，动力输入轴1的旋转自由度为零，amt变速器处于锁定状态，从而实现上述车辆的驻车功能。由上所述，由于设置两个相对独立的档位组：第一档位组和第二档位组，且第一同步器3和第二同步器6可以按实际换挡需要来单独选择或者同时选择甚至都不选择至少两个第一主动齿轮和至少两个第二主动齿轮中的一个与动力输入轴1相配合，因此，无需按序列换挡方式来换挡，从而简化了换挡过程且减少了换挡耗时，此外，即使两个档位组中的一个出现换挡故障，另外一个仍能正常工作以便能够提供跛行回家功能所需的足够动力，因此，本实用新型amt变速器使得装配了其的车辆具备高可靠度的跛行回家功能。另外，由于通过amt变速器的内部设置实现p档的结构，在该p档状态下，第一换挡电机13控制第一同步器3将其中之一的第一主动齿轮与动力输入轴1可分离地配合并且第二换挡电机14控制第二同步器6将其中之一的第二主动齿轮与动力输入轴1可分离地配合，由于无需设置外挂结构，也就无需设置外挂结构所具有的
单独p档执行机构和单独p档执行电机，因此，本实用新型amt变速器还具有结构简化且占用空间小、成本降低、适合单独使用的优点。
27.请进一步参考图2，在一种实施例中，amt变速器还包括分别与第一同步器3和第二同步器6相连并控制工作的第一换挡电机13和第二换挡电机14，具体来说，第一换挡电机13驱动第一同步器3，使其运动至所需连接的各个第一主动齿轮中的一个以进一步将该个第一主动齿轮与动力输入轴1相配合，当需要解除配合以实现分离，则第一换挡电机13驱动第一同步器3使其反方向运动至不与该个第一主动齿轮连接，同理可知，第二换挡电机14驱动第二同步器6，使其在运动过程中实现对第一主动齿轮的连接和不连接，从而达到切换至准确挡位的作用。
28.在一种实施例中，第一主动齿轮包括一档主动齿轮2和三挡主动齿轮4，第一被动齿轮包括一档被动齿轮8和三档被动齿轮9，第二主动齿轮包括二档主动齿轮5和四档主动齿轮7，第二被动齿轮包括二档被动齿轮10和四档被动齿轮11，也就是说，在本实用新型中均以第一档位组包括一档和三挡两个奇数档位且第二档位组包括二档和四挡两个偶数档位来举例说明，因此，能够实现非传统序列方式而是间隔方式来换挡，提升了动力性能，比如可以实现四挡换二档、三挡换一档甚至四挡换一档的动力降档功能，这样就大幅度提高了整车高速降档动力性能，提升超车安全性。
29.在一种实施例中，各对啮合的第一主动齿轮和第一被动齿轮与各对啮合的第二主动齿轮和第二被动齿轮排列成沿第一方向相互平行，动力输入轴1和动力输出轴12排列成沿垂直于第一方向的第二方向相互平行，对应于图1所示，第一方向为竖直方向，第二方向为水平方向，通过上述各个方向布置，amt变速器的整体结构紧凑，减小占用空间。
30.在一种实施例中，动力输入轴1与各个第一主动齿轮和各个第二主动齿轮均通过滚针轴承配合，这样的话，滚针轴承保证了动力输入轴1与各个第一主动齿轮和各个第二主动齿轮之间的配合精准和可靠。
31.在一种实施例中，动力输出轴12与各个第一被动齿轮和各个第二被动齿轮均通过花键固定连接，这样的话，花键确保了固定连接的可靠及稳固，从而第一被动齿轮和第二被动齿轮高质量地将动力传递动力输出轴12。
32.在一种实施例中，amt变速器还包括分别控制第一同步器3和第二同步器6运动的控制器(未图示)，该控制器可以是cpu、plc等且分别与第一同步器3和第二同步器6或者进一步优选为分别与上述第一换挡电机13和第二换挡电机14电连接，本实用新型均以控制器通过控制第一换挡电机13和第二换挡电机14来控制第一同步器3和第二同步器6的运动，并且，控制器用于控制实施同档位组档位升降模式，同档位组档位升降模式包括控制器控制第一换挡电机13驱动第一同步器3运动以带动与动力输入轴1相配合的第一主动齿轮分离并按升档位或降档位运动以带动另一个的第一主动齿轮与动力输入轴1相配合，可知的是，在控制器控制第一换挡电机13运动之前，所有的第二主动齿轮在控制器的控制下均与动力输入轴1分离，或者控制器控制第二换挡电机14驱动第二同步器6运动以带动与动力输入轴1相配合的第二主动齿轮分离并按升档位或降档位运动以带动另一个的第二主动齿轮与动力输入轴1相配合，同理可知的是，在控制器控制第二换挡电机14运动之前，所有的第一主动齿轮在控制器的控制下均与动力输入轴1分离，概括来说，在第一换挡电机13和第二换挡电机14分别对第一同步器3和第二同步器6的作用下，当本实用新型amt变速器处于例如一
档至四挡即驱动档位状态下，其中一个第一主动齿轮与动力输入轴1相配合而所有的第二主动齿轮均与动力输入轴相分离，或者其中一个第二主动齿轮与动力输入轴1相配合而所有的第一主动齿轮均与动力输入轴相分离。同档位组档位升降模式还包括控制器控制第一同步器3将所有的第一主动齿轮与所述动力输入轴分离以及控制第二同步器6将所有的第二主动齿轮均与动力输入轴1分离，这样的话，本实用新型amt变速器处于空挡状态下，所有的第一主动齿轮和所有的第二主动齿轮均与动力输入轴1相分离使得未接收动力输入轴1所传递的动力，因此，通过设置控制器，控制器根据换挡指令自动化地控制第一同步器3和第二同步器6的运动来进行档位的切换，从而换挡过程简化且换挡耗时减少。另外，当需要将上述p状态切换为其他档状态，可以先切换至上述空挡状态，从而解除驻车状态，恢复为正常工作状态，再可根据实际需要切换至上述驱动档位状态中的具体档位。
33.在一种实施例中，控制器还用于控制实施异档位组档位升降模式，需知的是，此模式为在上述驱动档位状态下进行，异档位组档位升降模式包括控制器先控制第一换挡电机13驱动第一同步器3将与动力输入轴1相配合的第一主动齿轮分离再控制第二换挡电机14驱动第二同步器6按升档位或降档位运动以带动其中一个的第二主动齿轮与动力输入轴1相配合，或者控制器先控制第二换挡电机14驱动第二同步器6将与动力输入轴1相配合的第二主动齿轮分离再控制第一换挡电机13驱动第一同步器3按升档位或降档位运动以带动其中一个的第一主动齿轮与动力输入轴1相配合，根据以上描述的例如第一主动齿轮包括一档主动齿轮2和三挡主动齿轮4、第二主动齿轮包括二档主动齿轮5和四档主动齿轮7的情形下，通过控制器的控制实现同档位组档位升降模式时，可以完成二档换四挡、一档换三挡的升档位以及四挡换二档、三挡换一档的降档位，从而大幅度提高动力性能，尤其是对于降档位的控制能大幅度提高整车高速降档动力性能，提升超车安全性，而进一步的按照上述控制器控制实现异档位组档位升降模式时，则可以完成例如一档换四挡的升档位以及四挡换一档的降档位，从而对于降档位的控制来说，进一步地提高了整车高速降档动力性能并提升超车安全性。
34.在一种实施例中，第一同步器所运动以带动的第一主动齿轮对应于第一档位组中的最低档位，第二同步器所运动以带动的第二主动齿轮对应于第二档位组中的最低档位，例如，对于上述第一主动齿轮包括一档主动齿轮2和三挡主动齿轮4、第二主动齿轮包括二档主动齿轮5和四档主动齿轮7的情形，动力输入轴1分别与一档主动齿轮2和二档主动齿轮5相配合，因而相较于动力输入轴1分别与三档主动齿轮4和四档主动齿轮7，动力输入轴1接受到运动状态不一致的一档主动齿轮2和二档主动齿轮5所传递的更大一些的动力，从而不仅确保动力输入轴1不具有旋转自由度，而且进一步确保提供足够的动力使整车能够驻停，因此，此种设置方式尤其适合上下坡驻车的情形；另外，控制器也可以根据接收的汽车的例如重力传感器(感测到坡度大小)、行车电子地图(感测到行驶所在地的地形、地质等)、行车环境传感器(感测雨天、雨量等)等数据来自动化地确定动力输入轴1与各档位组中某个主动齿轮相配合的最佳方案，举例来说，当控制器接收到的是坡度很小且地形平整、地质摩擦系数大或者天气为晴天的感测数据时，其控制动力输入轴接受运动状态不一致的三档主动齿轮4和四档主动齿轮7所传递的相对小一些的动力，从而一定程度上降低动力输入轴所受力矩，延长使用寿命。
35.作为本实用新型的另一个目的，提供了一种新能源汽车，该新能源汽车尤其是新
能源商用车包括以上任一的amt变速器，因此，新能源汽车可以获得以上所描述的amt变速器所具有的任一有益效果，在此不再赘述，通过本实用新型，能够利用国内成熟的产业链，使amt变速器快速产业化，对整个新能源汽车尤其是新能源商用车行业的传动领域将产生颠覆性效应。
36.在一种实施例中，新能源汽车还包括驱动电机(未图示)，其与动力输入轴1通过花键固定连接，这样的话，花键确保了驱动电机与动力输入轴1可靠及稳固地固定连接，从而高质量地将驱动电机的动力传递至动力输入轴1。
37.另外，需要补充说明的是，本实用新型amt变速器处于驱动档位状态时，只有一个的第一主动齿轮或第二主动齿轮与动力输入轴配合且对应所有的第二主动齿轮或第一主动齿轮均与动力输入轴分离，上述的跛行回家功能具体是指：汽车的电子控制单元出故障时，会自动启动备用的电子回路，使汽车能够继续在故障模式下行驶回家或去附近的修理厂。跛行回家模式下汽车的各种性能都比较差，因此要尽快修复，不宜长时间运行，由于本实用新型amt变速器在一个档位组由于比如换挡电机失效而失效时，另一个档位组的换挡电机仍可以提供较大扭矩，从而获得更加可靠的跛行回家功能以便尽快使具有amt变速器的新能源汽车得到修复。另外，上述控制器可以根据实际需要通过控制相应同步器将一主动齿轮与动力输入轴配合从而使汽车以该固定档位来行驶，从而实现跛行回家功能。
38.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。